选择这两颗芯片才有“硬核”240W电源适配器方案

在上一篇文章,我们给大家介绍了基于思睿达主推的cr3215a 输出 12v0.4a 参考设计。本文,我们将介绍基于思睿达主推的cr1252+cr3012 单电压实现12v20a输出的电源适配器解决方案。它具有具有良好的动态负载能力,良好的恒压输出效果,同时具有“bo、ocp、olp、otp、vdd_ovp、scp”等多种保护功能。话不多说,一起来看看吧!
1、样机介绍
该测试报告是基于一个适用于ac176v~ac264v 输入电压范围、输出功率240w恒压输出的开关电源样机,控制ic 采用了本公司的cr1252 和cr3012。
cr1252+cr3012_12v20a 工程样机示意图‍
cr1252芯片
cr1252是一款高性能电流模控制芯片,其工作在正激工作模式,外置内部工作频率可调引脚,通过选择电阻调整芯片工作频率,芯片内置独特的过载保护机制,内置线电压低压保护功能,使系统工作更安全,可用于pc 电源,游戏机电源等领域。芯片采用sop-8l 封装。
特性
● 可应用于正激或反激的电流模式pwm 控制芯片;
● 内置软启动,减小mosfet 的应力,内置斜坡补偿电路;
● 可设定开关频率,最高可达500khz,具有频率抖动功能,具有良好的emi特性;
● 具有“bo、ocp、olp、otp、vdd_ovp、scp 等保护功能;
● 电路结构简单、较少的外围元器件,适用于中等功率pc 电源、游戏机适配器。
应用
● pc电源
● 游戏机适配器
● 正激转换器
管脚排列图
引脚说明
典型应用电路
cr3012 芯片特性:
● 外置mos sop-8 封装同步整流芯片,可工作于ccm、dcm 和qr 模式;
● 最高工作频率400khz,精简外围电路;
● 较低的工作电流和较高的系统效率满足能效要求。
样机pcba尺寸:211*107*30mm( l*w*h),是一款单电压实现12v20a输出的电源适配器。样机具有良好的动态负载能力,良好的恒压输出效果,同时具有“bo、ocp、olp、otp、vdd_ovp、scp”等多种保护功能。
样机的变压器,采用了pot4020磁芯(pc40材质)。变压器绕制工艺部分,请见后文详细说明。
2、样机特性
以下表格为工程样机的主要特性,具体测试方法在第4 章节中有详细说明。
2.1、输入特性:
2.2、输出特性(pcb 端):
2.3、整机参数:
2.4、保护功能测试:
2.5、工作环境:
2.6、测试仪器:
3、样机结构信息
本小节展示了工程样机的电路、版图结构,变压器结构及工艺。
3.1、电路原理图及bom:
3.1.1 原理图:
3.1.2、元器件清单:
3.1.3、pcb 布局&布线:
pcb 顶层布局&布线
pcb 底层布局&布线
3.2、变压器绕制工艺:
3.2.1 电路示意图:
3.2.2 规格参数:
1)骨架:pot4020 立式(6+6pin),ae=205mm²;
2)材质:tdk pc40 或同等材质;
3)n2、n3: 2uew 漆包线;n1、n4、n5: 三层绝缘线;
4)绝缘胶带:3m900 或同等材质;
5)初级绕组感量lp:7mh±5%(测试条件:0.3v,10khz);
6)耐压测试= 3kv 5ma 1min;
7)成品要求:浸凡立水;3.2.3、变压器参数:
3.2.4、变压器结构图:
3.2.5、驱动变压器ee13 参数:
4、性能测评
本小节对工程样机的输入部分、输出部分、各种保护以及一些时序进行了测试,以下详解了测试方法及结果。从测试结果来看,以下各项测试均合格,能够满足大部分客户的要求。
4.1、输入特性:
本模板在不同的输入电压(从176v/50hz 到264v/50hz)下测试,得到待机功耗、效率及平均效率。
表1 待机功耗
表2 输出100%负载下的输入特性
表3 效率测试(pcb 端)
4.2、输出特性:
4.2.1 线性调整率和负载调整率: (pcb end)
4.2.2、输出电压纹波:
注:纹波及噪声在pcb 处测试,测试端并联0.1uf/50v 的瓷片电容和10uf/50v 电解电容,带宽限制为20mhz。
r&n @ ac176v/50hz,no load
r&n @ ac176v/50hz,100% load
r&n @ ac264v/60hz,no load
r&n @ ac264v/60hz,100% load
4.3、保护功能:
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
4.3.1、过流保护:
4.3.2、短路保护:
功率计电流量程2.5a,开启平均值模式测量。
4.4、整机热量图
测试条件:输入ac220v/50hz,输出电流20a。
4.5、动态测试:
输出动态负载电流设置为20a 持续5ms/10ms,然后为0a 持续5ms/10ms 并持续循环,上升/下降设置为5a/us。
ac176v 5ms
ac176v 10ms
ac264v 5ms
ac264v 10ms
4.6、系统延时时间测试:
ton_delay  @ ac176v,100% load
ton_delay  @ ac264v,100% load
thold_up @ ac1760v,100% load
thold_up @ ac264v,100% load
vover_shoot @ ac176v,100% load
vover_shoot @ ac264v,100% load
4.7、其它重要波形测试:
下管drain(红色)端、cs(蓝色)端波形图:
ac176v/50hz,100% load
ac220v/50hz,100% load
ac264v/50hz,100% load
下管vds/次级绕组
驱动波形(ac264v/50hz)
驱动变压器初级和次级
q101 和q104(深蓝色为q104)
其他波形(ac264v/50hz)
续流管q104_vds
整流管q101_vds
关于思睿达微电子
思睿达是专注于adc、dac、poe和dc / dc 芯片级解决方案的高科技企业,目前同步推广启臣微全系列产品,希望将启臣15年在电源行业这份积淀,这份坚持发扬光大。思睿达同时也可以提供芯片级定制服务。
多种方案,欢迎随时交流沟通。思睿达联系人:何工 18923426660,e-mail:manjie@threeda.com,欢迎来电咨询,申请样品。感谢!


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